|
Для окисления
органических веществ микроорганизмами необходим растворённый в воде кислород.
Для насыщения сточной воды кислородом проводят процесс аэрации, разбивая
воздушный поток на пузырьки, которые по возможности равномерно распределяются в
сточной воде. Из пузырьков воздуха кислород абсорбируется водой, а затем
переносится к микроорганизмам. Таким образом, в ходе очистки протекает два
процесса - абсорбция кислорода сточной водой и потребление его
микроорганизмами.
Рис. 5. Схема переноса
кислорода от пузырьков газа к микроорганизмам:
А - пузырёк газа, Б -
скопление микроорганизмов, 1 - пограничный диффузионный слой со стороны газа, 2
- поверхность раздела, 3 - пограничный диффузионный слой со стороны жидкости, 4
- перенос кислорода от пузырька к микроорганизмам, 5 - пограничный диффузионный
слой со стороны жидкости у микроорганизмов, 6 - переход кислорода внутрь
клеток, 7 - реакция между молекулами кислорода и ферментами.
Количество
абсорбированного кислорода может быть вычислено по уравнению массоотдачи:
,
где М - количество
абсорбированного кислорода, кг/с; вv - объёмный коэффициент
массоотдачи, 1/с; V - объём сточной воды, м3; Ср, С -
равновесная концентрация и концентрация кислорода в основной массе жидкости,
кг/м3.
Исходя из уравнения
массоотдачи, количество абсорбированного кислорода может быть увеличено за счёт
роста коэффициента массоотдачи или движущей силы.
Наиболее надёжный путь
увеличения поступления кислорода в сточную воду - это увеличение объёмного
коэффициента массоотдачи. Известно, что этот коэффициент представляет собой
произведение действительного коэффициента массоотдачи вж на
удельную поверхность контакта фаз - а: . Увеличивая интенсивность дробления
газового потока, то есть уменьшая размеры газовых пузырьков и увеличивая
газосодержание потока сточной воды в сооружении, можно значительно увеличить
удельную поверхность контакта фаз и тем самым повысить поступление кислорода в
сточную воду.
Физические свойства
сточной жидкости оказывают заметное влияние на процесс абсорбции кислорода.
Вязкость и поверхностное натяжение влияют на размер пузырьков газа, изменяя тем
самым поверхность массообмена.
Скорость потребления
микроорганизмами кислорода не может превышать скорость абсорбции, в противном
случае ухудшается обмен веществ и снижается скорость окисления загрязнений.
|